KR101653806B1 - 경사 주입관을 활용한 강변여과수 현장 처리 시스템 - Google Patents
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Abstract
하천 바닥 영역에 산소수를 주입하기 위해 하천 바닥을 관통하는 다수의 수직 주입정(또는 수직정)들을 설치하지 않더라도 하천변 집수시스템에서 취수된 지하수내의 철 또는 망간 농도를 효율적으로 저감시키기 위해 높은 주입 효율로 산소수를 주입하기 위한 경사 주입관을 활용한 강변여과수 현장 처리 시스템이 개시된다. 경사 주입관을 활용한 강변여과수 현장 처리 시스템은 수직 집수정, 하나 이상의 수평 집수관 및 하나 이상의 경사 주입관을 포함한다. 수직 집수정은 하천수 인근의 지표면에 대해 수직으로 설치된다. 수평 집수관은 수직 집수정의 외측벽에 연결된 일단부와 수직 집수정의 외측을 향해 방사형으로 형성된 타단부를 포함하고, 여과된 하천수의 경로를 수직 집수정으로 연결한다. 경사 주입관은 수직 집수정에 인접하게 배치된 일단부와 수평 집수관의 타단부에 인접하게 배치된 타단부를 포함하여 수직 집수정 인근 영역에서 수평 집수관의 타단부를 향해 경사지도록 배치되고, 외부에서 제공되는 산소수를 지중에 주입한다.
Description
본 발명은 경사 주입관을 활용한 강변여과수 현장 처리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 취수된 지하수내의 철 또는 망간 농도를 저감시키기 위한 경사 주입관을 활용한 강변여과수 현장 처리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 수돗물은 주로 강이나 하천, 호소, 댐 등의 물을 원수로 하여 정수장에서 물리, 화학적 처리를 한 후 사용하였다. 그러나 환경오염이 진행됨에 따라 원수의 수질도 악화되는 경향에 있어서, 고도의 처리 등 많은 투자를 하고 있지만 아직도 국민들이 수돗물에 대하여 신뢰가 낮다. 그리고 산업발전과 생활수준의 향상으로 수돗물 소비량이 늘어서, 일부 지방 도시에서는 상수원수의 확보가 용이한 대형 저수지나 하천이 없어서 상수원수를 확보하기 어려운 곳도 있고, 더 좋은 원수를 사용한 수돗물에 대한 수요도 계속되고 있어 강변여과수 정수장이 증가하는 추세에 있다.
일반적인 강변여과수의 양수는 강변으로부터 일정 거리 이격된 위치에서 지표면에 대해 수직 또는 수평으로 마련된 양수정을 마련하므로써 이루어진다. 강변(예를들어, 낙동강)의 하부에 존재하는 투수층을 통해 여과된 강변여과수는 양수용 배관을 통해 유입되어 양수정에 모아진다.
이러한 방식으로 모아지는 강변여과수는 지표수에 비하여 수온이 일정하고, 미생물 작용으로 질산화가 일어나서 암모니아성 질소가 적으며, 수질의 변동이 적으며, 강물 오염시에도 미생물 분해, 흡착 등으로 인해 상당량 정화가 이루어져서 원수의 수질이 양호하다.
반면에, 원수 중에 일반적으로 철이나 망간이 다량 포함되어 높은 농도로 나타나는 경우가 있다. 철이나 망간의 제거는 통상적으로 염소에 의한 산화나 이산화망간에 의한 산화가 효과도 좋고 반응속도도 빠르다. 하지만, 염소에 의한 산화는 발암물질인 트리할로메탄이나 그 전구물질을 생성할 가능성이 있고, 이산화망간에 의한 산화는 처리 비용이 상승하고 인공적 화학약품을 사용한다는 점에서 심리적 저항이 있을 수 있다.
이러한 점을 고려하여, 본 출원인은 강변여과수 이용시 관정 주변의 대수층 자체를 산화환경으로 조성하여 관정으로 지하수가 유입되기 전에 미리 철이나 망간을 침전시켜 관정효율 및 펌프 성능의 저하를 방지 또는 저감시키고 강변여과수 양수후 철이나 망간의 처리에 소요되는 처리 비용, 처리 시간 등을 저감시킬 수 있는 강변여과수 현장 처리시스템 및 그 방법을 특허출원 제2010-0067457호로 하여 출원한 바 있다.
이러한 강변여과수 현장 처리 시스템의 경우, 양수정에 배치된 양수관의 스크린을 통해 유입되는 지하수를 양수하고, 양수정 주변에 배치된 주입정에 배치된 주입 배관의 스크린을 통해 산소수를 지중에 방출한다.
최근 개발되는 방사형 집수정의 경우 수량 증대와 하천수 유입 유도를 통해 철이나 망간 농도를 낮추기 위해 하천 방향으로 수평정을 설치한다.
그러나, 하천 방향의 수평정이라도 대부분 수평정 상부의 매질은 실트질로 이루어져 있어 고농도의 철이나 망간이 유입된다. 이 경우 하천의 바닥에서 수직 주입정을 배치시켜 산소수 주입이 불가능하여 산소수를 이용한 철이나 망간 지중 저감 적용이 어렵다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 하천 바닥 영역에 산소수를 주입하기 위해 하천 바닥을 관통하는 다수의 수직 주입정(또는 수직정)들을 설치하지 않더라도 하천변 집수시스템에서 취수된 지하수내의 철 또는 망간 농도를 효율적으로 저감시키기 위해 높은 주입 효율로 산소수를 주입하기 위한 경사 주입관을 활용한 강변여과수 현장 처리 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 경사 주입관을 활용한 강변여과수 현장 처리 시스템은 수직 집수정, 하나 이상의 수평 집수관 및 하나 이상의 경사 주입관을 포함한다. 상기 수직 집수정은 하천수 인근의 지표면에 대해 수직으로 설치된다. 상기 수평 집수관은 상기 수직 집수정의 외측벽에 연결된 일단부와 상기 수직 집수정의 외측을 향해 방사형으로 형성된 타단부를 포함하고, 여과된 하천수의 경로를 상기 수직 집수정으로 연결한다. 상기 경사 주입관은 상기 수직 집수정에 인접하게 배치된 일단부와 상기 수평 집수관의 타단부에 인접하게 배치된 타단부를 포함하여 상기 수직 집수정 인근 영역에서 상기 수평 집수관의 타단부를 향해 경사지도록 배치되고, 외부에서 제공되는 산소수를 지중에 주입한다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 경사 주입관의 타단부는 하천수 아래에 형성된 실트층 아래에 배치되고, 상기 경사 주입관의 타단부에는 복수의 스크린들이 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 경사 주입관은 스크린들이 형성되지 않은 무공관 영역과 스크린들이 형성된 유공관 영역으로 구성되고, 상기 무공관 영역을 통해 산소수는 이송되고, 상기 유공관 영역을 통해 산소수는 지중에 분사되며, 상기 유공관 영역은 상기 수평 집수관이 배치된 영역 인근에 배치될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 수직 집수정을 측면에서 관찰할 때 상기 경사 주입관과 상기 수평 집수관은 서로 교차하도록 배치되고, 상기 수직 집수정을 정면에서 관찰할 때 상기 경사 주입관과 상기 수평 집수관은 서로 평행하도록 배치될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 수평 집수관들과 상기 경사 주입관들은 하천수가 흐르는 강변을 향해 방사형으로 형성될 수 있다.
이러한 경사 주입관을 활용한 강변여과수 현장 처리 시스템에 의하면, 하천 바닥 영역에 산소수를 주입하기 위해 하천 바닥을 관통하는 다수의 수직 주입정(또는 수직정)들을 설치하지 않더라도 수직 집수정 인근에서 하천 바닥 영역을 향해 관통하는 경사 주입관을 설치하므로써 하천 하부 영역에 산소수 주입이 용이하다. 따라서, 하천 바닥 영역에서 산화존을 보다 용이하게 구현할 수 있으므로 취수되는 강변 여과수에서 철이나 망간이 이온 형태로 잔존하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 하천이 아닌 수직 집수정 인근에서 경사 주입관을 설치하므로 하천 하부에서 수직하게 관통하는 수직정을 설치하는 것보다는 보다 저렴하게 강변 여과수 현장 처리 시스템을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 경사 주입관을 활용한 강변여과수 현장 처리 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 경사 주입관을 활용한 강변여과수 현장 처리 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 경사 주입관을 활용한 강변여과수 현장 처리 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 경사 주입관을 활용한 강변여과수 현장 처리 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 경사 주입관을 활용한 강변여과수 현장 처리 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 평면도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 경사 주입관을 활용한 강변여과수 현장 처리 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 개념도이다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 경사 주입관을 활용한 강변여과수 현장 처리 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 단면도이다. 도 3은 도 2에 도시된 경사 주입관을 활용한 강변여과수 현장 처리 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 경사 주입관을 활용한 강변여과수 현장 처리 시스템은 수직 집수정(110), 하나 이상의 수평 집수관(120) 및 하나 이상의 경사 주입관(130)을 포함한다.
상기 수직 집수정(110)은 하천수 인근의 지표면에 대해 수직으로 설치된다. 상기 수직 집수정(110)은 하천에 인접한 지역의 대수층 내부까지 수직으로 뻗어 형성될 수 있다. 여기서, 대수층은 지하에 물이 저장되어 있는 층을 일컬으며, 그 공극이 발달되어 투수성이 우수할수록 충분한 지하수를 보존하고 있다. 상기 수직 집수정(110)은 하천변 인근에 배치되어 강변 여과수를 집수할 수 있다. 상기 수직 집수정(110)의 상부 영역에는 각종 홀들이 형성된 중간 슬라브(미도시)가 배치된다. 상기 중간 슬라브에는 펌프(미도시)나 센서류(미도시) 등이 배치될 수 있다. 상기 중간 슬라브에 형성된 홀을 통해 배관들(미도시)이 삽입될 수 있다.
상기 수평 집수관(120)은 상기 수직 집수정(110)의 외측벽에 연결된 일단부와 상기 수직 집수정(110)의 외측을 향해 방사형으로 형성된 타단부를 포함하고, 여과된 하천수의 경로를 상기 수직 집수정(110)으로 연결한다. 즉, 상기 수평 집수관(120)은 지표면에 대해 수평으로 상기 수직 집수정(110)의 둘레를 중심으로 방사형으로 배치되거나 하천 방향을 향해 배치된다. 상기 수평 집수관에는 복수의 스크린들(또는 스크린들)이 형성될 수 있다. 지하수 또는 지표수는 상기 수평 집수관(120)에 형성된 스크린들을 통해 상기 수직 집수정(110)으로 유입될 수 있다.
상기 경사 주입관(130)은 상기 수직 집수정(110)에 인접하게 배치된 일단부와 상기 수평 집수관(120)의 타단부에 인접하게 배치된 타단부를 포함하여 상기 수직 집수정(110) 인근 영역에서 상기 수평 집수관(120)의 타단부를 향해 경사지도록 배치되고, 외부에서 제공되는 산소수를 지중에 주입한다. 상기한 산소수는 산소발생기(미도시)에서 산소를 생성하고, 생성된 산소를 취수된 지하수에 산소용해기(미도시)를 통해 용해시키는 방식으로 제조할 수 있다.
본 실시예에서, 복수의 경사 주입관들(130)은 수직 집수정(110)의 인근 영역에서 지표면에 삽관되어 상기 수평 집수관들 각각의 타단부, 즉 종단부들을 향해 부채꼴 형상으로 배치된다. 여기서, 상기 경사 주입관들(130) 각각은 스크린들이 형성되지 않은 무공관 영역(132)과 스크린들이 형성된 유공관 영역(134)으로 구성될 수 있다. 본 실시예에서, 상기 무공관 영역(132)을 통해 산소수는 이송되고, 유공관 영역(134)을 통해 산소수는 지중에 분사된다.
본 실시예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 수직 집수정(110)의 일부는 직각 삼각형의 높이를 정의하고, 상기 수평 집수관(120)의 일부는 직각 삼각형의 밑변을 정의하며, 상기 경사 주입관(130)의 일부는 직각 삼각형의 빗변을 정의할 수 있다.
이처럼, 상기 경사 주입관(130)을 상기 수직 집수정(110)이나 상기 수평 집수관(120)에 대해 경사지게 배치시켜 지중에 높은 주입 효율로 산소수를 주입하므로써, 광범위하게 산화존을 형성하여 하천변 집수시스템에서 취수된 지하수내의 철 또는 망간 농도를 저감시킬 수 있다.
일반적으로 하상 퇴적물로 형성된 하천변의 충적층은 매질(지층)의 불균질성(점토층 또는 실트층이 존재하여 투수성이 낮음)이 크기 때문에 다수의 수직 주입정을 설치하는 경우 주입 효과가 떨어진다. 여기서, 실트층은 0.005~0.074mm의 입경으로 모래보다는 미세하고 크레이(점토)보다는 거친 입자로 구성될 수 있다.
하지만, 본 발명에서 개시되는 바와 같이, 산소수 주입을 위한 경사 주입관(130)은 하천의 바닥면이 아닌 지표면에서 하천 바닥의 아래를 통해 설치되므로 작업을 보다 용이하게 진행시킬 수 있고, 비용 역시 절감시킬 수 있다. 즉, 하천의 바닥면에서 수직 주입정을 설치하는 경우 하천 위의 선상에서 작업을 수행해야하므로 작업이 힘들고 소요되는 비용 역시 높을 수 있다. 하지만, 본 발명에서는 지표면에서 경사 주입관을 설치하는 작업을 진행하게되므로 하천에 배를 정박할 필요도 없다. 따라서, 작업의 용이성 및 비용의 절감을 기대할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 하천 바닥 영역에 산소수를 주입하기 위해 하천 바닥을 관통하는 다수의 수직 주입정(또는 수직정)들을 설치하지 않더라도 수직 집수정 인근에서 하천 바닥 영역을 향해 관통하는 경사 주입관을 설치하므로써 하천 하부 영역에 산소수 주입이 용이하다. 따라서, 하천 바닥 영역에서 산화존을 보다 용이하게 구현할 수 있으므로 취수되는 강변 여과수에서 철이나 망간이 이온 형태로 잔존하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 하천이 아닌 수직 집수정 인근에서 경사 주입관을 설치하므로 하천 하부에서 수직하게 관통하는 수직 주입정을 설치하는 것보다는 보다 저렴하게 강변 여과수 현장 처리 시스템을 구현할 수 있다.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110 : 수직 집수정 120 : 수평 집수관
130 : 경사 주입관 132 : 무공관 영역
134 : 유공관 영역
130 : 경사 주입관 132 : 무공관 영역
134 : 유공관 영역
Claims (5)
- 하천수 인근의 지표면에 대해 수직으로 설치된 수직 집수정;
상기 수직 집수정의 외측벽에 연결된 일단부와 상기 수직 집수정의 외측을 향해 방사형으로 형성된 타단부를 포함하고, 여과된 하천수의 경로를 상기 수직 집수정으로 연결하는 하나 이상의 수평 집수관; 및
하천 바닥 영역에서 산화존을 보다 용이하게 구현하여 취수되는 강변 여과수에서 철이나 망간이 이온 형태로 잔존하는 것을 방지하기 위해, 상기 수직 집수정에 인접하게 배치된 일단부와 상기 수평 집수관의 타단부에 인접하게 배치된 타단부를 포함하여 상기 수직 집수정 인근 영역에서 상기 수평 집수관의 타단부를 향해 경사지도록 배치되고, 외부에서 제공되는 산소수를 지중에 주입하는 하나 이상의 경사 주입관을 포함하되,
상기 수평 집수관들 및 상기 경사 주입관들은 하천수가 흐르는 강변을 향해 부채꼴 형상으로 형성되고,
상기 수직 집수정을 측면에서 관찰할 때 상기 경사 주입관과 상기 수평 집수관은 서로 교차하도록 배치되고, 상기 수직 집수정을 정면에서 관찰할 때 상기 경사 주입관과 상기 수평 집수관은 서로 평행하도록 배치되고,
상기 경사 주입관들은 상기 수직 집수정의 인근 영역에서 지표면에 삽관되어 상기 수평 집수관들 각각의 타단부를 향해 부채꼴 형상으로 배치되고,
상기 경사 주입관의 타단부는 하천수 아래에 형성된 실트층 아래에 배치되고, 상기 경사 주입관의 타단부에는 복수의 스크린들이 형성된 것을 특징으로 하는 경사 주입관을 활용한 강변여과수 현장 처리 시스템. - 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 경사 주입관은 스크린들이 형성되지 않은 무공관 영역과 스크린들이 형성된 유공관 영역으로 구성되고,
상기 무공관 영역을 통해 산소수는 이송되고, 상기 유공관 영역을 통해 산소수는 지중에 분사되며,
상기 유공관 영역은 상기 수평 집수관이 배치된 영역 인근에 배치된 것을 특징으로 하는 경사 주입관을 활용한 강변여과수 현장 처리 시스템.
- 삭제
- 삭제
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150079640A KR101653806B1 (ko) | 2015-06-05 | 2015-06-05 | 경사 주입관을 활용한 강변여과수 현장 처리 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020150079640A KR101653806B1 (ko) | 2015-06-05 | 2015-06-05 | 경사 주입관을 활용한 강변여과수 현장 처리 시스템 |
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| KR101653806B1 true KR101653806B1 (ko) | 2016-09-05 |
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ID=56939054
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| KR1020150079640A KR101653806B1 (ko) | 2015-06-05 | 2015-06-05 | 경사 주입관을 활용한 강변여과수 현장 처리 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101653806B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101994335B1 (ko) | 2018-10-25 | 2019-06-28 | 주식회사 지오그린21 | 경사 관정 및 이의 설치 방법 |
| KR102620668B1 (ko) | 2023-06-08 | 2024-01-03 | 주식회사 지오그린21 | 스마트 원격제어 지하수 내 철 지중제거 시스템 |
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| KR20110139564A (ko) * | 2010-06-23 | 2011-12-29 | 한라산업개발 주식회사 | 산소 포화수를 이용한 철 망간 저감 시스템 및 방법 |
| KR101313136B1 (ko) | 2012-12-18 | 2013-09-30 | 주식회사 지오그린이십일 | 강변여과수 현장 처리 시스템 및 그 방법 |
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2015
- 2015-06-05 KR KR1020150079640A patent/KR101653806B1/ko active IP Right Grant
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